水温自动控制系统
基于单片机的水温水位控制系统设计
四、结论
基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有结构简单、成本低、可靠性 高等优点。通过实时监测和控制水箱的水位和水温，可以满足不同用户的需求。 此外，通过优化系统的硬件设计和软件设计，可以进一步提高系统的性能和可靠 性。这种系统不仅可以应用于家庭用水领域，也可以应用于工业生产中的液体控 制，具有广泛的应用前景。
1、抗干扰设计
由于环境因素和设备本身的影响，系统可能会受到干扰。因此，需要在硬件 设计和软件设计中加入抗干扰措施，如滤波电路、软件去抖动等。
2、节能设计
为了降低系统的功耗，可以在软件设计中加入休眠模式和唤醒模式。当系统 不需要工作时，可以进入休眠模式，降低功耗。当有数据需要处理时，系统被唤 醒，进入工作状态。
2、软件设计
系统的软件设计主要实现以下功能：数据的采集、处理、显示和控制。首先， 单片机通过水位传感器和水温传感器采集当前的水位和水温数据。然后，单片机 对采集到的数据进行处理，判断水位和水温是否正常。如果异常，则启动相应的 执行机构进行调节。最后，单片机将处理后的数据通过显示模块进行显示。
三、系统优化
六、结论
本次演示设计了一种基于单片机的水温水位控制系统，实现了温度和水位的 自动检测、调节和控制。该系统具有成本低、可靠性高、易于实现等优点，同时 支持远程控制和节能模式等功能。在家庭、工业和科学研究中具有广泛的应用前 景。
参考自动化技术的普及，智能化设备在日常生活和工业生产中 的应用越来越广泛。其中，基于单片机的智能水箱水位和水温控制系统具有重要 应用价值。这种系统可以实现对水箱水位和水温的实时监测和控制，以适应不同 的应用需求。
系统软件采用C语言编写，主要包括以下几个部分：数据采集、数据处理、 控制输出和远程通信。
1、数据采集：通过I/O端口读取DS18B20和超声波水位传感器的数据。
水温控制系统设计与报告总结
水温控制系统摘要：本系统以MSP430F149超低功耗MCU为核心,以DS18B20为温度传感器进行温度检测，采用电热棒进行加热。
该控制系统可根据设定的温度，通过PID算法调节和控制PWM波的输出，控制电磁继电器的通断时间从而控制水温的自动调节。
该系统主要包括MSP430F149单片机控制器模块、DS18B20测温模块、键盘模块、继电器控制模块及LCD12864液晶显示模块等构成。
具有电路结构简单、程序简短、系统可靠性高、操作简便等特点。
关键词：MSP430 DS18B20 PID算法PWM LCD12864目录一、任务及要求 (1)1.1设计任务 (1)1.2要求 (1)1.2.1基本要求 (1)1.2.2发挥部分 (1)二、方案设计与论证 (2)2.1 温度检测电路方案选择 (2)2.2显示电路的方案选择 (2)2.3加热和控制方案选择 (2)2.4控制算法选择与论证 (3)三、系统硬件电路设计 (3)3.1系统结构框图 (3)3.2控制器模块 (3)3.3温度检测电路设计 (4)3.4加热控制电路设计 (5)3.5键盘及显示电路设计 (5)3.6电源电路设计 (6)四、软件设计 (6)4.1 PID算法设计 (6)4.2程序流程图 (8)4.2.1主程序框图 (8)4.2.2 LCD12864程序流程图 (9)4.2.3 PID程序流程图 (10)4.2.4 DS18B20水温检测程序流程图 (11)五、系统测试及分析 (12)5.1系统调试 (12)5.1.1控制模块的调试 (12)5.1.2 温度检测模块 (12)5.1.3 继电器的检测 (12)5.2测试结果及分析 (12)5.2.1测试仪器 (12)5.2.2测试方法 (13)5.2.3测试结果 (13)六、设计总结 (14)七、附录 (15)附录1 仪表器件清单 (15)附录2 水温控制系统原理图 (16)附录3 程序设计 (17)一、任务及要求1.1设计任务该水温控制系统是一个典型的检测、控制型应用系统，它要求系统完成从水温检测、信号处理、输入、运算输出控制加热装置以实现水温控制的全过程。
基于单片机的水温控制系统设计
基于单片机的水温控制系统设计引言在能源日益紧张的今天，电热水器，饮水机，电饭煲之类的家用电器在保温时，由于其简单的温控系统，利用温敏电阻来实现温控，因而会造成很大的能源浪费浪费。
利用 AT89C51 单片机为核心，配合温度传感器，信号处理电路，显示电路，输出控制电路，故障报警电路等组成，软件选用汇编语言编程。
单片机可将温度传感器检测到的水温模拟量转换成数字量，显示于LED 显示器上。
该系统灵活性强，易于操作，可靠性高，将会有更广阔的开发前景。
本设计任务和主要内容设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升净水，容器为搪瓷器皿。
水温可以在一定范围内由人工设定，并能在环境温度降低时实现自动控制，以保持设定的温度基本不变。
本设计主要内容如下：（1）温度设定范围为40～90℃，最小区分度为1℃，标定温度≤1℃。
（2）环境温度降低时温度控制的静态误差≤1℃。
（3）用十进制数码管显示水的实际温度。
（4）采用适当的控制方法，当设定温度突变（由40℃提高到60℃）时，减小系统的调节时间和超调量。
（5）温度控制的静态误差≤0.2℃。
系统主要硬件电路设计单片机控制系统原理框图温度采样电路选用传感器AD590。
其测量范围在-50℃--+150℃，满刻度范围误差为±0.3℃，当电源电压在5—10V之间，稳定度为1﹪时，误差只有±0.01℃。
此器件具有体积小、质量轻、线形度好、性能稳定等优点。
系统的信号采集电路主要由温度传感器（AD590）、基准电压（7812）及A/D转换电路（ADC0804）三部分组成。
信号采集电路温度控制电路此部分电路主要由光电耦合器MOC3041和双向可控硅BTA12组成。
MOC3041光电耦合器的耐压值为400v，它的输出级由过零触发的双向可控硅构成，它控制着主电路双向可控硅的导通和关闭。
100Ω电阻与0.01uF 电容组成双向可控硅保护电路。
部分控制电路系统主程序设计主程序流程图。
水温控制系统stm32实验报告
水温控制系统stm32实验报告设计并制作一个水温自动控制系统，控制对象为1升水，容器为搪瓷器皿(其他容器也可)。
水温可以在一定范围内设定，并能实现在10℃-70℃量程范围内对每一点温度的自动控制，以保持设定的温度基本保持不变。
要求(1)可键盘设定控制温度值，并能用液晶显示，显示最小区分度为0.1℃；(2)可以测量并显示水的实际温度。
温度测量误差在+0.5℃内；(3)水温控制系统应具有全量程(10℃-70℃)内的升温、降温功能(降温可用半导体制冷片、升温用800W以内的电加热器)；(4)在全量程内任意设定一个温度值(例如起始温度+15℃内)，控制系统可以实现该给定温度的恒值自动控制。
控制的最大动态误差<+4℃，静态误差<+1℃，系统达到稳态的时间<15min(最少两个波动周期)。
人机交互模块的设计温度控制系统经常是用来保证温度的变化稳点或按照某种规律进行变化。
但是通常温度具有惯性大，滞后性严重的特点，所以很难建立很好的数学模型。
所以在本次实验中我们采用了性能高又经济的搭载ARM Cortex-M内核的STM32F429的单片机作为它的微控制处理器。
人机交互模块主要是有普通的按键和一块彩色液晶屏幕所组成。
该实验中采用的是模糊的PID 算法，完成对系统的设计。
温度检测模块的设计传统的测温元件有热电偶，热敏电阻还有一些输出模拟信号的温度传感器。
但这些元件都需要较多的外部元件的支持。
电路复杂，制作成本高。
因此在本次实验中我们采用了美国DALLAS半岛公司推出的一款改进型的智能温度传感器 DS18B20。
此温度传感器读数方便，测温范围广，测温准确，输出温度采用数字显示更加智能化。
温度检测模块是以DS18B20温度传感器作为核心，将测量的温度信号传递给STM32单片机芯片进行温度的实时检测，并通过数码管显示。
基于单片机的水温控制系统性能分析与改进
基于单片机的水温控制系统性能分析与改进水温控制系统是一种常见的自动化控制系统，它主要用于控制水温在一定范围内进行调节。
本文将对基于单片机的水温控制系统的性能进行分析，并提出改进措施。
一、水温控制系统的性能分析1. 系统稳定性：水温控制系统的稳定性是指系统在不受外界干扰的情况下，能够保持水温在设定的目标温度附近波动较小。
稳定性是评价系统性能的重要指标，直接影响到系统的可靠性和精度。
2. 响应速度：水温控制系统的响应速度是指系统从接收到温度控制信号到实际水温达到设定温度的时间。
响应速度快的系统可以更快地调节水温，提高系统的控制精度和效率。
3. 控制精度：水温控制系统的控制精度是指系统达到设定目标温度的能力。
控制精度越高，系统对温度的控制越准确。
4. 抗干扰能力：水温控制系统在工作过程中可能会受到环境干扰或外部干扰的影响，如温度突然变化、电磁干扰等。
抗干扰能力较强的系统能够在干扰发生后快速恢复正常工作状态。
5. 能耗：水温控制系统在实际使用中需要消耗一定的能量。
合理降低系统的能耗，提高能源利用效率，具有重要的经济和环境意义。
二、改进措施1. 优化控制算法：通过改进控制算法，如PID控制算法，可以提高系统的稳定性和控制精度。
可以采用实时监测温度信号并与设定温度进行比较，通过反馈调整控制器的输出信号，实现对水温的精确控制。
2. 采用更精准的传感器：传感器是水温控制系统的关键组成部分，准确的温度传感器可以提供更精确的温度测量值，提高系统的控制精度。
可以考虑采用高精度的温度传感器，如PT100电阻式温度传感器。
3. 优化控制回路结构：通过合理设计控制回路结构，减小回路中潜在的干扰源和误差源，提高系统的稳定性和抗干扰能力。
可以采用差分放大器、滤波器等措施来减少信号干扰。
4. 使用高效的加热元件：加热元件是水温控制系统的核心部分，选用高效的加热元件可以提高系统的响应速度和控制精度。
比如采用电热棒或者电热管作为加热元件，可以快速将电能转化为热能，提高加热速度。
基于单片机的温度控制系统设计
基于51单片机的水温自动控制系统沈统摘要：在现代化的工业生产中，温度是常用的测量机被控参数。
本水温控制系统采用AT89C51为核心控制器件，实现对水温在30℃到96℃的自动控制。
由精密摄氏温度传感器LM35D构成前置信号采集和调理电路，过零检测双向可控硅输出光电耦合器MOC3041构成后向控制电路，由74LS164和LED数码管构成两位静态显示用于显示实时温度值。
关键词：89C51单片机；LM35D温度传感器；ADC0809；MOC3041光电藕耦合器；水温自动控制0 引言在现代的各种工业生产中 ,很多地方都需要用到温度控制系统。
而智能化的控制系统成为一种发展的趋势。
本文所阐述的就是一种基于89C51单片机的温度控制系统。
本温控系统可应用于温度范围30℃到96℃。
1 设计任务、要求和技术指标1.1任务设计并制作一水温自动控制系统，可以在一定范围（30℃到96℃）内自动调节温度，使水温保持在一定的范围（30℃到96℃）内。
1.2要求（1）利用模拟温度传感器检测温度，要求检测电路尽可能简单。
（2）当液位低于某一值时，停止加热。
（3）用AD转换器把采集到的模拟温度值送入单片机。
（4）无竞争-冒险，无抖动。
1.3技术指标（1）温度显示误差不超过1℃。
（2）温度显示范围为0℃—99℃。
（3）程序部分用PID算法实现温度自动控制。
（4）检测信号为电压信号。
2 方案分析与论证2.1主控系统分析与论证根据设计要求和所学的专业知识，采用AT89C51为本系统的核心控制器件。
AT89C51是一种带4K字节闪存可编程可擦除只读存储器的低电压，高性能CMOS 8位微处理器。
其引脚图如图1所示。
2.2显示系统分析与论证显示模块主要用于显示时间，由于显示范围为0～99℃，因此可采用两个共阴的数码管作为显示元件。
在显示驱动电路中拟订了两种设计方案：方案一：采用静态显示的方案采用三片移位寄存器74LS164作为显示电路，其优点在于占用主控系统的I/O口少，编程简单且静态显示的内容无闪烁，但电路消耗的电流较大。
(完整word版)DS18B20水温控制系统+电路图程序
水温控制系统摘要：该水温控制系统采用单片机进行温度实时采集与控制。
温度信号由“一线总线”数字化温度传感器DS18B20提供，DS18B20在-10～+85°C范围内，固有测温分辨率为0.5 ℃。
水温实时控制采用继电器控制电热丝和风扇进行升温、降温控制.系统具备较高的测量精度和控制精度,能完成升温和降温控制。
关键字：AT89C51 DS18B20 水温控制Abstract: This water temperature control system uses the Single Chip Microcomputer to carry on temperature real-time gathering and controling。
DS18B20，digitized temperature sensor, provides the temperature signal by "a main line”. In -10～+85℃the scope，DS18B20’s inherent measuring accuracy is 0.5 ℃. The water temperature real-time control system uses the electricity nichrome wire carring on temperature increiseament and operates the electric fan to realize the temperature decrease control。
The system has the higher measuring accuracy and the control precision，it also can complete the elevation of temperature and the temperature decrease control. Key Words：AT89C51 DS18B20 Water temperature control目录1.系统方案选择和论证 (2)1。
温度自动控制系统(1)
温度自动控制系统简介温度自动控制系统是一种利用现代控制技术对环境温度进行自动调节的系统。
它通过感知环境温度，并根据设定的温度范围自动调节控制器来实现温度的自动控制。
构成温度自动控制系统主要由以下几个部分构成：1. 温度感知器温度感知器是一种能够感知环境温度的传感器。
常见的温度感知器有热敏电阻、热电偶和红外线温度传感器等。
它们能够将温度转化为电信号，供控制器进行处理。
2. 控制器控制器是温度自动控制系统的核心组件，负责接收来自温度感知器的温度信号，并根据设定的温度范围进行判断和控制。
控制器通常采用微处理器或微控制器实现，它可以根据信号进行计算和判断，并控制执行器的工作状态。
3. 执行器执行器是根据控制器的指令来执行相应动作的设备。
在温度自动控制系统中，执行器通常是一种能够调节环境温度的设备，例如电加热器、冷却风扇或空调系统等。
控制器会根据当前温度与设定温度的差值，发送信号给执行器，以调整环境温度。
4. 电源电源是为整个温度自动控制系统提供电能的设备。
温度自动控制系统通常使用直流电源，以保证稳定可靠的供电。
工作原理温度自动控制系统的工作原理可以简要描述如下：1.温度感知器感知环境温度，并将温度信息转化为电信号。
2.控制器从温度感知器接收到温度信号，并判断当前温度是否在设定的温度范围内。
3.如果当前温度在设定的温度范围内，控制器不做任何动作。
4.如果当前温度超过设定的温度范围上限，控制器会发送信号给执行器，使其启动冷却设备，以降低温度。
5.如果当前温度低于设定的温度范围下限，控制器会发送信号给执行器，使其启动加热设备，以提高温度。
6.控制器会定期检测温度，并根据需要调整执行器的工作状态，以保持环境温度在设定范围内。
应用领域温度自动控制系统在许多领域都有广泛应用，下面是几个常见的应用领域：1. 家庭空调系统家庭空调系统是最常见的应用之一。
温度自动控制系统可以根据家庭成员的需求，自动调节空调的工作状态，以保持室内温度在舒适范围内。
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《电子技术综合设计》设计报告设计题目：水温自动控制系统组长姓名：学号：专业与班级：工业自动化14-16班姓名：学号：专业与班级：工业自动化14-16班姓名：学号：专业与班级：工业自动化14-16班时间： 2016～ 2017学年第（1）学期指导教师：陈烨成绩：评阅日期：一、课题任务设计并制作一个水温自动控制系统，对1.5L净水进行加。
水温保持在一定范围内且由人工设定。
细节要求如下：1.温度设定范围为40℃~90℃，最小分辨率为0.1℃，误差≤1℃。
2.可通过LCD显示屏显示温度目标值与实时温度。
3.可以通过键盘调整目标温度的数值。
二、方案比较1.系统模块设计为完成任务目标，可以将系统分为如下几个部分：5V直流电供电模块、测温模块、80C52单片机控制系统、键盘控制电路、温度显示模块、继电器控制模块、强电加热电路。
通过各模块之间的相互配合，可以完成水温检测、液晶显示、目标值设置、水温控制等功能。
系统方框图如下：2.5V直流电供电模块方案一：直接用GP品牌的9v电池，然后接通过三端稳压芯片7805稳压成5伏直流电源提供给单片机系统使用，接两个5伏电源的滤波电容后输出。
方案二：通过变压器，将220v的市电转换成9v左右的交流电，变压器输出端的9V电压经桥式整流并电容滤波。
要得到一个比较稳定的5v电压，在这里接一个三端稳压器的元件7805。
由于需要给继电器提供稳定的5V电压，而方案一中导致电池的过度损耗，无法稳定带动继电器持续工作，所以我们选用能够提供更加稳定5v电源的方案二。
3.测温模块经查阅资料,IC式感温器在市场上应用比较广泛的有以下几种：AD590：电流输出型的测温组件,温度每升高1 摄氏度，电流增加1μA，温度测量范围在-55℃～150℃之间。
其所采集到的数据需经A/D 转换，才能得到实际的温度值。
DS18B20：内含AD转换器，所以除了测量温度外，它还可以把温度值以数字的方式(9 B i t ) 送出，因此线路连接十分简单，它无需其他外加电路，直接输出数字量，可直接与单片机通信，读取测温数据。
它能够达到0.5℃的固有分辨率，使用读取温度暂存寄存器的方法还能达到0.0625℃以上精度，温度测量范围在-55℃～125℃之间，应用方便。
SMARTEC感温组件:这是一只3个管脚感温IC，温度测量范围在-45℃～13℃，误差可以保持在0.7℃以内。
max6225/6626：最大测温范围也是-55～+125℃，带有串行总线接口，测量温度在可测范围内的的误差在4℃以内，较大，故舍弃该方案。
本设计选用DS18B20感温IC，这是因其性能参数符合设计要求，接口简单，内部集成了A/D 转换，测温更简便，精度较高，反应速度快，且经过市场考察，该芯片易购买，使用方便。
下面是DS18B20感温IC的实物和接口图片4.80C52单片机控制系统AT89C52是一个低电压，高性能CMOS 8位单片机，片内含8k bytes的可反复擦写的Flash只读程序存储器和256 bytes的随机存取数据存储器（RAM），器件采用ATMEL公司的高密度、非易失性存储技术生产，兼容标准MCS-51指令系统，片内置通用8位中央处理器和Flash存储单元，AT89C52单片机在电子行业中有着广泛的应用。
5.键盘控制电路方案一：四键设定，一个十位控制键，一个个位控制键，一个位控制键，一个确认键，通过四键的配合设定为度，该方案接线和程序简单，但实际操作不太便捷。
方案二：矩阵键盘设定，通过按键输入不同数字实现温度的设定，电路连接比较简单，程序较方案一复杂，但已经在学习过程中接触过矩阵键盘的编程技巧，有一定的可行性，且操作起来更加符合我们的日常习惯。
本次设计暂定采用矩阵键盘来作为温度设定电路的输入。
6.温度显示模块方案一：使用数码管显示，通过数码管显示被测温度和设定温度。
该方案程序简单，且已学习过其编程技巧，但硬件占用单片机I/O口较多，对于尽量节约端口，让线路简单来说不是好方法，而且显示也不够直观灵活，只能显示数字，。
方案二：使用液晶屏1602显示。
1602可显示两行字符及数字，可以用来显示设定温度及测量温度，较之数码管显示更加清晰直观，虽然此前没有接触过相关知识，但该器件上手比较容易，可以在短期内学会其使用方法。
1602较之数码管更加符合本次设计要求，因此使用1602作为显示器件。
7.继电器控制模块方案一：采用普通的控制方法，即水温温度到达临界温度时，控制继电器开闭。
但由于水温变化快，且惯性大，不易控制精度。
方案二：采用PWM控制加PID算法，通过采用PWM可以产生一个ＰＷＭ波形，而PWM波形的占空比是通过PID算法调节，这样就可以通过控制加热电路的开、断时间比来控制加热器功率进而控制温度的变化，从而使精度提高。
此方法中硬件上可以使用固态继电器或晶闸管控制加热器工作。
我们选择方案二。
三、电路设计1.电源电路整个系统需要使用5V直流电和220V交流电。
电源电路采用变压器与稳压模块，将工频电压降为5V直流电，为系统供电。
首先用变压器模块20V 交流电降为9V交流电，接入整流电桥，变为直流电输出，再使用三端稳压芯片7805稳压为5V。
L7805输出端要联上电解电容，滤除交流电干扰，防止损坏单片机系统。
LM7805最大可以输出1A的电流，内部有限流式短路保护，短时间内，例如几秒钟的时间，输出端对地（2脚）短路并不会使7805烧坏。
2.温度传感器DS18B20温度传感器只有三根外引线：单线数据传输总线端口DQ ，外供电源线VDD，共用地线GND。
外部供电方式(VDD接+5V，且数据传输总线接4.7k的上拉电阻，其接口电路如下图（外接电源工作方式）所示。
3.单片机最小系统单片机最小系统,或者称为最小应用系统,是指用最少的元件组成的单片机可以工作的系统.对51系列单片机来说,最小系统一般应该包括:单片机、晶振电路、复位电路4.按键、显示电路这部分实际上是一个单片机最小系统的基本电路，键盘选用矩阵键盘可满足要求，通过按键输入不同数字实现温度的设定。
在显示方面选用常用的1602液晶显示模块。
通过相应的程序，可以实现温度的实时显示，电路连接也比较简单，只需连接数据总线，和三根控制线即可实现数据控制，实现显示功能。
1602显示电路5.继电器温控单片机驱动继电器的通断，从而比较容易的实现对小功率电热棒的加热。
本系统利用继电器的吸合与否来实现水温的自动化控制。
本次设计采用型号为JRC-21F的继电器。
其特点有：（1）.超小型,低功耗;（2）.触点型式:1H,1Z(1A.AC); （3）.触点负载:2A,120VAC;（4）.外型尺寸:15.7X10.4X11.4如图是驱动较大功率继电器的接口，当p1.1（连接单片机的输出口）输出低电平时，Q1导通，继电器吸合；当p1.1输出高电平时，Q1截止，继电器断开。
由于继电器吸合时电流比较大，所以在单片机与继电器之间增加了光电耦合器件作为隔离电路。
R3是光电耦合输出管的限流电阻，R4是驱动管Q1基极泄放电阻。
整体硬件电路见附录四、程序设计程序结构包括：主程序、传感器测温程序、lcd1602显示程序、键盘扫描程序、PID计算程序、PWM波形发生程序。
主程序流程图如下所示：传感器测温程序流程图：lcd1602显示程序流程图：键盘扫描程序流程图：温度比较与PID计算程序流程图：PWM波形发生程序（定时器中断）流程图：五、测试方案1.静态测试：室温状态下，分别用温度计与18B20传感器检测水温，观察两者是否有误差。
2.动态测试：用继电器控制“热得快”对1升水加热，用键盘设定需加热温度值，观察、记录1602显示屏上实时水温值的变化过程和每次改变温度设定值后PID调节的超调量。
多次调试并和修改PID参数来完善该系统。
检验水温的稳定值是否满足设计目标的要求。
六、系统调试1.加热水量与加热器的功率确定加热器水量与功率应当构成匹配，加热水量过多或功率过小会导致加热时间过长，而加热水量过少或功率过大会使超调增大，不利于控制。
我们选择1L的容器作为测试对象，预计将20摄氏度的水加热到100摄氏度需要5分钟。
经过计算这样的加热器功率至少为1120w，因此选择1000w的加热管。
满足1L的容器很多，但是广口的盆水位较低，不利于加热管的安放。
经过努力，找到了合适的容器（实物见附件），恰能使得加热棒处于最为合适的水位深度。
2.上下层温差的优化和电动机电源的选择电动机本不在设计的范围里面，但是随着系统调试的进行，发现容器中的的水很难实现热均匀。
容器中上下层温差过大，导致温度传感器所测数据极不准确，滞后过大，非常不利于控制。
所以又添加一个直流减速电机带动桨叶加速冷热水对流，从而让容器里面的水受热均匀，方便测温模块对系统水温的实时监测。
这一额外的电动机没有在事先考虑的器件电气匹配范围内，所以当它与加热模块一同共用5v的直流电源时，已超出了整流模块所能提供的最大电流，于是又添加了一个电源给电动机供电。
3. PID程序的修改调试当实际水温与目标值差距过大时，加热器只需满功率工作(或完全停止工作)即可满足要求。
此时采用PID控制意义不大，且PID控制范围很大，参数很难整定，而微分环节也容易受到干扰导致加热器无法满功率运行。
因此，在满足控制精度的前提下，可将PID控制的范围缩小到设定温度的±1℃之内。
范围缩小后，PID参数容易调整，控制效果明显增强。
经过调试后PID参数分别为Proportion = 10，Integral = 8，Derivative =6。
4.PWM波周期的调试PWM波的周期越短，控制的精度越高。
但PWM波形的输出需要单片机中断程序进行控制，中断频率过高会干扰单片机中主程序的运行。
测温模块18B50对时间的要求非常严格，因此测温模块读取数据期间会与中断程序冲突。
若18B20读数期间允许中断中断会导致其温度输出出现大量错误；若不允许中断会导致PWM波周期频繁变化。
经过调试，将PWM波周期设为5s。
七、数据测试与处理1.静态温度的测试室温状态下，分别用温度计与18B20传感器检测水温，得到结果分别为。
温度计显示17.5℃，18B20传感器显示温度17.9℃，在误差允许的范围内，满足要求。
2.动态温度的测试：令测温系统工作，对1.5L净水加热，设定温度分别为50℃，60℃,80℃，每10s记录一次显示屏幕上的数据，绘制其温度变化曲线，并计算温度控制的超调量，稳态误差。
温度数据及曲线如下：（1）目标温度50度：时间（10s）0 1 2 3 4 5 6 7温度（℃）30 3030.130.531.13232.733.5时间（10s）8 9 10 11 12 15 17 18温度（℃）34.535.336.137.138.140.642.343.2时间（10s）19 20 21 23 24 25 26 27温度（℃）44.14545.847.648.449.149.750.8时间（10s）28 29 30 31 32 33 34 35温度（℃）51.251.651.851.851.851.851.851.7时间（10s）36 39 40 43 46 51 54 57温度（℃）51.651.351.150.850.650.550.350.1时间（10s）60 63 64 66 68 69 70 72温度（℃）5049.849.950.150.550.750.750.7时间（10s）75 78 81 84 87 88 90 91温度（℃）50.550.450.250.149.949.850 50时间（10s）92温度（℃）50（2）目标温度60度：时间（10s）0 1 2 3 4 5 6 7温度（℃）5050.551.151.852.653.554.155时间（10s）8 9 10 11 12 13 14 15温度（℃）55.856.657.558.358.959.860.361.2时间（10s）16 17 18 19 20 21 24 27温度（℃）61.561.661.661.661.561.461.160.8时间（10s）30 32 33 34 36 37 40 41温度（℃）60.460.260.16059.86060.260.3时间（10s）42 45 47 48 50 52 53 54温度（℃）60.360.260 6059.859.960.160.3时间（10s）56 57温度（℃）60.460.3超调量为3.6%（3） 目标温度80度：时间（10s ）0 1 2 3 4 5 6 7 温度（℃）60 60.8 61.4 62.1 62.8 63.7 64.5 65.3 时间（10s ）8 9 10 11 12 13 15 16.5 温度（℃）66.1 66.8 67.6 68.3 69.1 70.3 71.3 72.4 时间（10s ）18 19 21 22 23 24 25 26 温度（℃）73.5 74.3 75.6 76.4 77 77.7 78.4 78.9 时间（10s ）27 28 29 30 31 32 33 34 温度（℃）79.5 80.1 80.3 80.5 80.5 80.3 80.2 80.1 时间（10s ）35 36 37 38.5 39 40 41 42 温度（℃）79.8 79.6 79.4 79.3 79.3 79.3 79.4 79.4 时间（10s ）43 44 45 46 47 48 49 50 温度79.79.79.79.79.808079.超调量为2.5%（℃） 5 6 7 8 9 9时间（10s）51 52 53 54 55 56 5758温度（℃）79.779.679.679.679.779.779.880时间（10s）59 60 61 62 63温度（℃）80.180 80 80 80由以上温度曲线可以看出，水温能够保持在设定温度上下，控制过程中超调量<4%,且稳态时的误差在为±0.3℃，满足系统设计要求。